内容正文:
4.4 探索三角形相似的条件(第4课时) 导学案
1. 理解黄金分割的概念,掌握黄金分割点的性质,能运用黄金分割解决实际问题.
2. 经历观察— 猜想— 证明— 归纳的探究过程,发现黄金分割的存在,培养发现问题和解决问题的能力.
3. 了解黄金分割在艺术和自然中的广泛应用,学生体会数学的和谐与美,增强学习数学的兴趣.
学习重点:理解黄金分割点的作图方法,掌握黄金分割的定义黄金比的值.
学习难点:严谨理解黄金分割定义中“线段的黄金分割点”的唯一性,以及黄金比推导的过程.
第一环节 自主学习
温故知新:
1. 相似三角形有哪些判定定理:
(1)__________________________________________
(2)________________________________________________________
(3)________________________________________
2. 相似三角形的性质:相似三角形对应边________,对应角________
3. 比例线段的定义:________________________________________________
新知自研:自研课本第95-96页的内容.
【学法指导】
情景引入
在古希腊,数学家兼天文学家欧多克索斯(约前400—前347)曾提出一个奇妙的问题:能否将一条线段分成不相等的两部分,使较短线段与较长线段的比等于较长线段与原线段的比?这个问题就是“黄金分割”的起源,而这个相等的比就是(√5-1)/2。
后来,天文学家开普勒(1571—1630)将这种线段分割称为“神圣分割”,还盛赞它与勾股定理是“几何中的双宝,前者好比黄金,后者堪称珠玉”。历史上最早正式使用 “黄金分割” 名称的是欧姆。更有趣的是,古希腊许多矩形建筑的宽长比都等于这个黄金比;我国数学家华罗庚还将其推广到优选法中,也就是 “0.618 法”,在生产实践中取得了显著成果。
那么,这个耐人寻味的 0.618,背后藏着怎样的数学逻辑?今天,我们就一起走进 “黄金分割” 的世界,揭开它的神秘面纱?
自研课本P95-96页的内容,思考:
●探究一:从五角星探究黄金分割的定义
◆1.观察图中的五角星,回答以下问题:
(1)相等的角:∠A=________________________________
由对顶角、三角形内角和等性质,还可得∠ADL=________________________________________________,
∠ALD=________________________________________________等
(2)相等的线段:AC=________________________________
AL________________________________________________________
◆2. 在五角星中可以发现以下三角形相似但不相等
①第一对:△ADL∽________________
②第二对:△EFD∽________________
◆3. 小亮认为=,我________(同意/不同意)小亮的看法.由五角星的相似三角形关系,根据相似三角形________________,可推导出
◆4. 结合小亮的观点=,可以发现:对于任意线段,若存在点将分成(较长段)和(较短线段),使得________与________的比等于________________与________的比,即:
◆5. 知识归纳
一般地,点C把线段AB分成两条线段AC和BC(如图),如果________________,那么称线段AB被点C黄金分割,点C叫做线段AB的黄金分割点,AC与AB的比叫做________。
练一练
即时训练
(1)已知线段AB被点C黄金分割(AC>BC),若AB=10 cm,求AC的长度(结果保留根号).
(2)判断下列说法是否正确(对的打“√”,错的打“×”):
①若点C是线段AB的黄金分割点,则一定有( )
②线段的黄金分割点有且只有一个( )
例题导析
例1 计算黄金比.
【分析】黄金分割的核心定义是“较短线段与较长线段的比等于较长线段与原线段的比”(,其中),通过比例性质将其转化为线段的平方关系,从而解得相关的比值.
即时训练:
1.已知线段MN = 5,点P是MN的黄金分割点MP > PN,求MP的长度(结果保留根号).
2.判断方程- 3x + 1 = 0的正根是否与黄金比有关,并说明理由.
●探究二 建筑中的黄金分割——帕特农神庙
问题展示:帕特农神庙的立面矩形被称为‘完美矩形’,传说其宽与长的比符合‘黄金分割’。在图中,矩形内部作正方形后,出现比例。
◆1. 点E是否为黄金分割点,试着证明:
【分析】矩形的长()为,宽()为,正方形的边长等于矩形的宽,故,因此
由题可知,,代入变量得:
交叉相乘得:________________
展开整理:________________
两边除以(设,即长与宽的比):________________
得一元二次方程:________________
求解:________________________
◆2. 小组讨论:去掉正方形后,剩余矩形的宽与长的比是多少?是不是黄金比?
剩余矩形的长为,宽为;
宽长比为________________
由1可知,________________(黄金比);
结论:剩余矩形仍是________________
◆6. 知识归纳
黄金矩形的定义
宽与长的比为________________的矩形,称为黄金矩形.
练一练
1.黄金矩形的宽与长的比为________(精确值),约等于________(近似值)。若一个黄金矩形的长为,则其宽为(用精确值表示),约等于________(保留两位小数)。
2. 下列矩形中,属于黄金矩形的是( )
A. 长,宽
B. 长,宽
C. 长,宽
D. 长,宽
第二环节 合作探究
小组群学
在小组长的带领下:
A. 以小组为单位,交流以下问题:
(1)证明探究二中的点E是否为黄金分割点?
(2)讨论去掉正方形后,剩余的矩形是否为黄金矩形?
B.讨论例题的解决方案.
1.关于线段的黄金分割,下列说法正确的是( )
A. 一条线段只有一个黄金分割点
B. 黄金比是较短线段与较长线段的比
C. 若点是线段的黄金分割点(),则
D. 黄金比约为0.816
2.已知线段,点是的黄金分割点(),则的长为( )
A. B.
C. D.
3.某书籍封面为黄金矩形,已知其宽为,则长约为( )()
A. B.
C. D.
4.线段,点从出发以向移动,当为的黄金分割点时,移动时间不可能是( )
A. B.
C. D.
5. 如图,点P是线段AB的黄金分割点,PA>PB,若S1表示以AP为边的正方形的面积,S2表示以AB为长,PB为宽的矩形的面积,则S1,S2大小关系为( )
A.S1>S2 B.S1=S2
C.S1<S2 D.不能确定
6.线段,点是的黄金分割点(),则的长约为________(精确到0.01,)。
7.黄金矩形的长为,则宽为________。
8.线段,点从出发向移动,当为的黄金分割点时,的长为________________(结果保留根号).
9.要设计一座2m高的维纳斯女神雕像(如图),使雕像的上部AC(肚脐以上)与下部BC(肚脐以下)的高度比,等于下部与全部的高度比,即点C(肚脐)就叫做线段AB的黄金分割点,试求出雕像下部设计的高度?(结果精确到0.001)
题型一:黄金分割点的双向计算
1. (2023·湖北黄冈中考模拟) 若线段,点是的黄金分割点,且,则的长为( )
A. B.
C. D.
2.(2024·浙江宁波中考) 已知点是线段的黄金分割点,且(),则线段的长为( )
A. 2 B. 4
C. 6 D. 8
3.(2023·四川绵阳中考模拟) 线段,点为的黄金分割点(),则的长约为( )(参考数据:)
A. 5.64 cm B. 9.36 cm
C. 6.18 cm D. 8.82 cm
4.(2024·山东青岛中考) 若线段的黄金分割点为(),且,则的长为( )
A. 2 B. 4
C. 6 D. 2
题型二: 黄金分割在动态几何中的应用
5.(2023·河南洛阳中考模拟) 如图,线段,点从点出发,沿向点匀速移动,速度为,设移动时间为,当时,点为的黄金分割点( )
A. 或 B.
C. D.
6.(2024·安徽芜湖中考) 如图,在矩形中,,,点在上沿移动,点在上沿移动,且,当四边形为黄金矩形时,的长为( )
A. 或 B.
C. D.
7.(2023·陕西宝鸡中考模拟) 如图,将线段平移至,使点对应点,点对应点,若,点是的黄金分割点(),则的长不可能是( )
A. B.
C. D.
8.(2022·福建厦门中考) 如图,在中,,,将绕点顺时针旋转得到,点落在上,则的长为( )
A. B.
C. D.
题型三 黄金分割与三角形的综合证明与计算
9.(2024·辽宁大连中考模拟)如图,在中,,,平分交于点,则下列结论错误的是( )
A. B. 是的黄金分割点
C. D.
10.如图,△ABC是顶角为36°的等腰三角形,若△ABC,△BDC,△DEC都是黄金三角形(底与腰的比为的三角形是黄金三角形).已知AB=4,则DE=________
11. 如图,在△ABC中,AC=BC,在边AB上截取AD=AC,连接CD,若点D恰好是线段AB的一个黄金分割点,且有AD>BD,求∠A的度数.
12.如图,在△ABC中,AB=AC,AC的垂直平分线交AC于点D,交AB于点E.若AE=BC,则点E是线段AB的黄金分割点吗?说明你的理由.
4.4探究三角形相似的条件(第4课时)
1.黄金比例:一般地,点C把线段AB分成两条线段AC和BC(如图),如果________,那么称线段AB被点C黄金分割,点C叫做线段AB的________________,AC与AB的比叫做________。
2.黄金矩形:宽与长的比为________________的矩形,称为________________
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4.4 探索三角形相似的条件(第4课时) 导学案
1. 理解黄金分割的概念,掌握黄金分割点的性质,能运用黄金分割解决实际问题.
2. 经历观察— 猜想— 证明— 归纳的探究过程,发现黄金分割的存在,培养发现问题和解决问题的能力.
3. 了解黄金分割在艺术和自然中的广泛应用,学生体会数学的和谐与美,增强学习数学的兴趣.
学习重点:理解黄金分割点的作图方法,掌握黄金分割的定义黄金比的值.
学习难点:严谨理解黄金分割定义中“线段的黄金分割点”的唯一性,以及黄金比推导的过程.
第一环节 自主学习
温故知新:
1. 相似三角形有哪些判定定理:
(1)两角分别相等的两个三角形相似
(2)两边成比例且夹角相等的两个三角形相似
(3)三边成比例的两个三角形相似
2. 相似三角形的性质:相似三角形对应边成比例,对应角相等.
3. 比例线段的定义:若四条线段a,b,c,d满足=,则称它们成比例
新知自研:自研课本第95-96页的内容.
【学法指导】
情景引入
在古希腊,数学家兼天文学家欧多克索斯(约前400—前347)曾提出一个奇妙的问题:能否将一条线段分成不相等的两部分,使较短线段与较长线段的比等于较长线段与原线段的比?这个问题就是“黄金分割”的起源,而这个相等的比就是(√5-1)/2。
后来,天文学家开普勒(1571—1630)将这种线段分割称为“神圣分割”,还盛赞它与勾股定理是“几何中的双宝,前者好比黄金,后者堪称珠玉”。历史上最早正式使用 “黄金分割” 名称的是欧姆。更有趣的是,古希腊许多矩形建筑的宽长比都等于这个黄金比;我国数学家华罗庚还将其推广到优选法中,也就是 “0.618 法”,在生产实践中取得了显著成果。
那么,这个耐人寻味的 0.618,背后藏着怎样的数学逻辑?今天,我们就一起走进 “黄金分割” 的世界,揭开它的神秘面纱?
自研课本P95-96页的内容,思考:
●探究一:从五角星探究黄金分割的定义
◆1.观察图中的五角星,回答以下问题:
(1)相等的角:∠A=∠B=∠E=∠G=∠K
由对顶角、三角形内角和等性质,还可得∠ADL=∠BCH=∠CFK=∠EFD=∠GLH,
∠ALD=∠BHC=∠CKF=∠EDF=∠LGH等
(2)相等的线段:AC=BD=CE=DG=AH
AL=LC=CH=HB=DF=FK=KE=ED=GL=LH
◆2. 在五角星中可以发现以下三角形相似但不相等
第一对:△GFH∽△GDC
第二对:△GDC∽△BCH
◆3. 小亮认为=,我同意(同意/不同意)小亮的看法.由五角星的相似三角形关系,根据相似三角形对应边成比例,可推导出
◆4. 结合小亮的观点=,可以发现:对于任意线段,若存在点将分成(较长段)和(较短线段),使得较长段与全段的比等于较短线段与较长段的比,即:
◆5. 知识归纳
一般地,点C把线段AB分成两条线段AC和BC(如图),如果,那么称线段AB被点C黄金分割,点C叫做线段AB的黄金分割点,AC与AB的比叫做黄金比。
练一练
即时训练
(1)已知线段AB被点C黄金分割(AC>BC),若AB=10 cm,求AC的长度(结果保留根号).
解:已知线段AB被点C黄金分割(AC>BC),AB=10cm。
根据黄金分割的定义:
设AC=x cm,则BC=AB-AC=10-x cm,代入比例式得:
交叉相乘得:
因为长度为正,所以取正根:
(2)判断下列说法是否正确(对的打“√”,错的打“×”):
①若点C是线段AB的黄金分割点,则一定有( × )
②线段的黄金分割点有且只有一个( × )
例题导析
例1 计算黄金比.
【分析】黄金分割的核心定义是“较短线段与较长线段的比等于较长线段与原线段的比”(,其中),通过比例性质将其转化为线段的平方关系,从而解得相关的比值.
【解答】解:由,得.
设,,则.
∴ , 即 .
解这个方程,得 ,(不合题意,舍去).
所以,黄金比.
【点评】本题不仅推导了黄金比的精确值,还渗透了重要的数学思想(数形结合、单位化),培养了学生的逻辑推理与应用意识.
即时训练:
1.已知线段MN = 5,点P是MN的黄金分割点MP > PN,求MP的长度(结果保留根号).
解:根据黄金分割的定义,当时,
已知,
则:
2.判断方程- 3x + 1 = 0的正根是否与黄金比有关,并说明理由.
解:无关。理由如下: 对于方程
用求根公式求解:
其正根为,而黄金比为
两者表达式不同,因此该方程的解与黄金比无关
●探究二 建筑中的黄金分割——帕特农神庙
问题展示:帕特农神庙的立面矩形被称为‘完美矩形’,传说其宽与长的比符合‘黄金分割’。在图中,矩形内部作正方形后,出现比例。
◆1. 点E是否为黄金分割点,试着证明:
【分析】矩形的长()为,宽()为,正方形的边长等于矩形的宽,故,因此
由题可知,,代入变量得:
交叉相乘得:;
展开整理:;
两边除以(设,即长与宽的比):;
得一元二次方程:;
求解:(舍去负根);
◆2. 小组讨论:去掉正方形后,剩余矩形的宽与长的比是多少?是不是黄金比?
剩余矩形的长为,宽为;
宽长比为;
由1可知,(黄金比);
结论:剩余矩形仍是黄金矩形
◆6. 知识归纳
黄金矩形的定义
宽与长的比为黄金比()的矩形,称为黄金矩形.
练一练
1.黄金矩形的宽与长的比为(精确值),约等于0.618(近似值)。若一个黄金矩形的长为,则其宽为(用精确值表示),约等于6.18(保留两位小数)。
2. 下列矩形中,属于黄金矩形的是( C )
A. 长,宽
B. 长,宽
C. 长,宽
D. 长,宽
第二环节 合作探究
小组群学
在小组长的带领下:
A. 以小组为单位,交流以下问题:
(1)证明探究二中的点E是否为黄金分割点?
(2)讨论去掉正方形后,剩余的矩形是否为黄金矩形?
B.讨论例题的解决方案.
1.关于线段的黄金分割,下列说法正确的是( C )
A. 一条线段只有一个黄金分割点
B. 黄金比是较短线段与较长线段的比
C. 若点是线段的黄金分割点(),则
D. 黄金比约为0.816
2.已知线段,点是的黄金分割点(),则的长为( C )
A. B.
C. D.
3.某书籍封面为黄金矩形,已知其宽为,则长约为( B )()
A. B.
C. D.
4.线段,点从出发以向移动,当为的黄金分割点时,移动时间不可能是( A )
A. B.
C. D.
5. 如图,点P是线段AB的黄金分割点,PA>PB,若S1表示以AP为边的正方形的面积,S2表示以AB为长,PB为宽的矩形的面积,则S1,S2大小关系为( B )
A.S1>S2 B.S1=S2
C.S1<S2 D.不能确定
6.线段,点是的黄金分割点(),则的长约为3.06(精确到0.01,)。
7.黄金矩形的长为,则宽为2。
8.线段,点从出发向移动,当为的黄金分割点时,的长为6(结果保留根号).
9.要设计一座2m高的维纳斯女神雕像(如图),使雕像的上部AC(肚脐以上)与下部BC(肚脐以下)的高度比,等于下部与全部的高度比,即点C(肚脐)就叫做线段AB的黄金分割点,试求出雕像下部设计的高度?(结果精确到0.001)
解:设雕像下部的高度为,总高度。
根据黄金分割的定义,点是线段的黄金分割点(),因此满足:
将代入上式,得:
代入,计算得:
题型一:黄金分割点的双向计算
1. (2023·湖北黄冈中考模拟) 若线段,点是的黄金分割点,且,则的长为( C )
A. B.
C. D.
【分析】本题考查黄金分割的定义。若点是线段的黄金分割点(),则。已知且,需先求,再通过求解.
【解答】由黄金分割定义,
则
答案:C
【点评】本题是黄金分割概念的直接应用,关键在于明确较长线段与原线段的比例关系,通过代数运算即可求出较短线段长度,难度较低,适合巩固黄金分割的基础定义
2.(2024·浙江宁波中考) 已知点是线段的黄金分割点,且(),则线段的长为( B )
A. 2 B. 4
C. 6 D. 8
【分析】本题考查黄金分割的比例应用。点是线段的黄金分割点且,则。设的长为,代入建立方程求解.
【解答】设,由黄金分割比例得:
交叉相乘化简:
两边同时除以(),解得:
答案:B.
【点评】本题将黄金分割与方程结合,考查代数运算能力(尤其是分式有理化)。解题关键是根据比例关系建立方程,属于黄金分割的中等难度应用,能有效锻炼方程思想与分式化简能力.
3.(2023·四川绵阳中考模拟) 线段,点为的黄金分割点(),则的长约为( A )(参考数据:)
A. 5.64 cm B. 9.36 cm
C. 6.18 cm D. 8.82 cm
【分析】先简化△A'B'C'的三边比,看是否与△ABC的三边比一致;再根据相似三角形的性质(对应角相等)判断选项.
【解答】△ABC的三边之比为:;
△A'B'C'的三边之比为:,简化后为(除以2);
两边三角形的三边比完全一致,故相似。
相似三角形的对应角相等(相似的基本性质),因此“相似且对应角相等”。
答案:A
【点评】本题考查相似三角形的判定(三边比一致)及性质(对应角相等)。
易错点:误认为“相似但对应角不相等”,这是错误的——相似三角形的对应角一定相等(通过平行线或全等三角形可证明)
4.(2024·山东青岛中考) 若线段的黄金分割点为(),且,则的长为( A )
A. 2 B. 4
C. 6 D. 2
【分析】本题考查黄金分割的定义。若点是线段的黄金分割点(),则较长线段与原线段的比值为黄金比,即。已知,需通过该比例关系求解的长度。
【解答】设的长为,根据黄金分割比例:
交叉相乘得:
对分母有理化求解:
答案:A
【点评】本题核心考查黄金分割的比例关系,解题关键是明确 “较长线段与原线段的比值为黄金比”。题目虽在数值设置上可能存在疏漏,但仍体现了中考对几何比例概念(黄金分割定义)和代数运算(分母有理化)的典型考查方向,旨在锻炼学生对概念的理解与运算能力
题型二: 黄金分割在动态几何中的应用
5.(2023·河南洛阳中考模拟) 如图,线段,点从点出发,沿向点匀速移动,速度为,设移动时间为,当时,点为的黄金分割点( A )
A. 或 B.
C. D.
【分析】要解决点为线段黄金分割点的时间问题,需明确黄金分割点的定义(两种情况),并结合速度公式计算时间.
【解答】设线段,点的速度为,时间(等于的长度)。
情况1:较长线段为
此时,代入得: , 时间。
情况2:较长线段为
此时, 因此, 时间
故选:A.
【点评】忽略黄金分割点的两种情况(仅考虑为较长线段,漏掉为较长线段的情况);
关键:明确黄金分割点的双向性(较长线段可在左或右)
6.(2024·安徽芜湖中考) 如图,在矩形中,,,点在上沿移动,点在上沿移动,且,当四边形为黄金矩形时,的长为( A )
A. 或 B.
C. D.
【分析】本题考查黄金矩形的定义,需结合矩形ABCD的边长AB = 5、AD = 3,分两种情况分析AE的长度.
【解答】情况一:以为长,为宽
此时黄金矩形的宽与长的比为黄金分割比,即: 设,,代入得: 解得:
情况二:以为长,为宽
此时黄金矩形的宽与长的比为黄金分割比,即: 设,,代入得: 解得: 分母有理化(乘以):
舍去理由
由于点在上,,故。计算的近似值: 因此情况二的解不符合实际,舍去。
故选A
【点评】本题核心是对黄金矩形定义的灵活应用,需注意分 “AB为长” 和 “AE为长” 两种情况讨论,同时结合AD = 3的长度限制筛选结果。解题过程中需熟练掌握黄金比的计算,并通过代数变形(分母有理化)求解线段长度,考查了逻辑推理与代数运算能力
7.(2023·陕西宝鸡中考模拟) 如图,将线段平移至,使点对应点,点对应点,若,点是的黄金分割点(),则的长不可能是( D )
A. B.
C. D.
【分析】本部分需结合平移性质与黄金分割概念,分析线段AE的可能长度.
【详解】解答
由平移的性质可知,平移后对应线段相等且平行,故,且
因是的黄金分割点(),黄金分割比为,
因此: 较短线段的长度为:
选项A: 若、、共线且在远离的一侧,则,故该长度可能。
选项B: 若、、共线且在、之间,则,故该长度可能。
选项C: (由平移性质知),结合平移的平行性与线段构成,该长度可能。
选项D: 的数值小于(推导:因,故,而)。 根据三角形三边关系:
不共线时,;
共线时,或。 因此的长度不可能是。
故选D
【点评】本题综合考查平移性质与黄金分割的应用,解题关键在于:
利用平移性质明确线段的相等与平行关系,确定CD = AB = 6;
结合黄金分割公式求出CE和DE的长度
8.(2022·福建厦门中考) 如图,在中,,,将绕点顺时针旋转得到,点落在上,则的长为( B )
A. B.
C. D.
【分析】首先,在等腰直角三角形中,利用勾股定理求出斜边AB的长度;
再根据旋转的性质,确定AB' = AB,结合点B'落在AB上的条件,分析B'C的长度与AB、AC的关系
【详解】在中,,,由勾股定理得:
根据旋转的性质,绕点顺时针旋转后,,且点落在上。
因此,。
综上,答案为
【点评】此题考查了相似三角形的判定,勾股定理,等腰直角三角形的性质和判定等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
题型三 黄金分割与三角形的综合证明与计算
9.(2024·辽宁大连中考模拟)如图,在中,,,平分交于点,则下列结论错误的是( AD )
A. B. 是的黄金分割点
C. D.
【分析】本题以顶角为108°的等腰三角形为载体,综合考查等腰三角形性质、黄金分割定义、相似三角形判定等知识点。解题关键是通过角度计算、线段比例推导,逐一分析选项的正确性。
【解答】由,,得。
平分,则。
选项A: 若,需满足且。但,,故,A错误。
选项B: 设,,则。通过线段比例推导 (结合正弦定理或方程),可证,故是的黄金分割点,B正确。
选项C: 由黄金分割定义,,C正确。
选项D: 中,中,角不相等,故不相似,D错误
【点评】本题融合等腰三角形、黄金分割、相似三角形等知识,考查几何推理与综合应用能力。解题需准确分析角度关系,通过设元、方程或定理推导线段比例
10.如图,△ABC是顶角为36°的等腰三角形,若△ABC,△BDC,△DEC都是黄金三角形(底与腰的比为的三角形是黄金三角形).已知AB=4,则DE=
【分析】本题围绕“黄金三角形(底与腰的比为)”展开,需依次分析、、的边长比例关系,利用黄金三角形的定义推导的长度.
【解答】已知,由黄金三角形定义(底与腰的比为),得:
同理,是黄金三角形(底与腰的比为),故:
是黄金三角形(底与腰的比为),则:
【点评】本题考查黄金三角形的性质应用,需逐步推导各三角形的边长关系,核心是掌握“底与腰的比为”的定义,体现了黄金分割在三角形中的延伸应用。
11. 如图,在△ABC中,AC=BC,在边AB上截取AD=AC,连接CD,若点D恰好是线段AB的一个黄金分割点,且有AD>BD,求∠A的度数.
【分析】结合 “AC = BC(等腰三角形)”“AD = AC”“点D是AB的黄金分割点 (AD > BD”,通过设元表示线段长度,再利用等腰三角形角的关系和三角形内角和求解∠A
【解答】设,因点是的黄金分割点且,故,
即:
则。
由得,由得。
,又,
且,故。
在中,,解得:
【分析】本题综合黄金分割点、等腰三角形性质和三角形内角和,需通过设元建立线段与角的关系,体现了几何与代数的结合,以及黄金分割在三角形角度计算中的应用。.
12.如图,在△ABC中,AB=AC,AC的垂直平分线交AC于点D,交AB于点E.若AE=BC,则点E是线段AB的黄金分割点吗?说明你的理由.
【分析】判断点E是否为AB的黄金分割点,需验证 连接EC,利用垂直平分线性质()和等腰三角形性质,推导 进而得到线段比例.
【解答】连接EC,因DE是AC的垂直平分线,
故:
又AB = AC,故△ABC为等腰三角形,底角相等:
故△BEC为等腰三角形
∠BEC是△AEC的外角,
结合∠A = ∠ACE,
再结合∠B = ∠BEC,得:
解得: 故:
因此△BEC为等腰三角形,
故: 结合AE = EC,得:
设AE = EC = BC = x,AB = AC = y,则BE = AB - AE,即:
因∠B = ∠B,∠BEC = ∠ACB = 72°,故△BCE ∽ △BAC
相似三角形对应边成比例:
故即:
同时,BE = y - x,故:
点E将AB分成AE(较长线段)和BE(较短线段),满足:
故点E是AB的黄金分割点。
【点评】本题通过垂直平分线、等腰三角形、相似三角形的综合应用验证黄金分割点,步骤需层层推导,关键是利用相似三角形得到黄金分割的比例关系,体现了黄金分割在复杂几何图形中的判定方法。
4.4探究三角形相似的条件(第4课时)
1.黄金比例:一般地,点C把线段AB分成两条线段AC和BC(如图),如果,那么称线段AB被点C黄金分割,点C叫做线段AB的黄金分割点,AC与AB的比叫做黄金比。
2.黄金矩形:宽与长的比为黄金比()的矩形,称为黄金矩形
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